The Effect of Biodiesel on Combustion, Performance and Emission Characteristics of DI Diesel Engine

Efecto del biodiésel en la combustión, el rendimiento y las emisiones de un motor diésel

Los combustibles de biodiésel desempeñan un papel importante a la hora de abordar cuestiones como la seguridad alimentaria y la contaminación ambiental. En este estudio se examinan el gasóleo y las mezclas de biodiésel y gasóleo (incluyendo B5S, B10S y B100S, que se producen a partir del aceite de semillas de caucho mediante métodos supercríticos). Se estudió el rendimiento del motor, las emisiones y las características de combustión del motor diesel. Los resultados de esta investigación experimental muestran que el contenido de oxígeno del biodiésel contribuye a mejorar la combustión, a reducir el retardo del encendido y a disminuir una cantidad significativa de la densidad de los humos emitidos por el motor; sin embargo, la mejora de la combustión ha dado lugar a un ligero aumento de la cantidad de NOx. Los resultados de este estudio han contribuido al desarrollo y uso del biodiésel.

1. Introducción

El biodiésel no sólo se considera un recurso energético renovable, sino también una herramienta para resolver muchos otros problemas de las personas y la sociedad. La dependencia de los recursos energéticos fósiles ha causado problemas como el agotamiento de las fuentes de energía y la contaminación del medio ambiente. Según las previsiones mundiales, los recursos de combustibles fósiles del Consejo de la Energía se agotarán en las próximas décadas. Esto ha animado a los investigadores a intentar encontrar fuentes de combustible alternativas a los combustibles fósiles, que cumplan las normas de emisión. Para resolver este problema, muchos países de todo el mundo han creado diferentes estrategias sobre cómo desarrollar fuentes de energía renovables [1].

Normalmente, el aceite de semillas de caucho (RSO), que no es comestible, se considera una posible materia prima para la producción de biodiésel [2-4]. Para el año 2020, puede haber alrededor de un millón de hectáreas de árboles de caucho plantados en Vietnam y la disponibilidad anual estimada de semillas de caucho puede alcanzar las 200 mil toneladas, que pueden producir alrededor de 20 mil toneladas de aceite de semillas de caucho o más, si se emplean las tecnologías adecuadas [4]. A partir de las semillas de caucho se extrae RSO de alta viscosidad. La reacción catalizada por álcalis es el proceso más popular en la práctica para la producción de biodiésel. Sin embargo, el proceso catalizado por álcali presenta algunos inconvenientes, ya que no es adecuado para las materias primas oleaginosas que contienen un alto grado de ácidos grasos libres, puesto que el álcali y los productos secundarios son difíciles de eliminar del producto final. Además, las metilaciones enzimáticas no presentan conversiones consistentes. Por lo tanto, en el caso del RSO, debido a su valor ácido probablemente superior a 34 mg KOH por gramo de aceite [3] (es decir, alto contenido en ácidos grasos libres), se requiere un método de conversión completo.